1.一種一體化多波束測(cè)深裝置，其特征在于該裝置由水下聲學(xué)系統(tǒng)(101)、水上信號(hào)處理機(jī)(102)和控制計(jì)算機(jī)(103)三個(gè)主要部分組成，其中水下聲學(xué)系統(tǒng)(101)和水上信號(hào)處理機(jī)(102)通過水密電纜(104)進(jìn)行連接；水上信號(hào)處理機(jī)(102)和控制計(jì)算機(jī)(103)通過以太網(wǎng)線(105)進(jìn)行連接；水下聲學(xué)系統(tǒng)(101)包括同步信號(hào)生成單元(107)、信息采集與控制單元(106)、網(wǎng)絡(luò)通信單元2(108)、聲速傳感器(109)、溫度傳感器(110)、壓力傳感器(111)、姿態(tài)傳感器(112)、羅經(jīng)(113)、多通道陣列信號(hào)接收單元(114)、多通道接收換能器陣(115)、多通道陣列信號(hào)發(fā)生單元(116)和多通道發(fā)射換能器陣(117)，其中，多通道接收換能器陣(115)、多通道陣列信號(hào)接收單元(114)和信息采集與控制單元(106)依次相連，多通道發(fā)射換能器陣(117)、多通道陣列信號(hào)發(fā)生單元(116)和信息采集與控制單元(106)依次相連，同步信號(hào)生成單元(107)、網(wǎng)絡(luò)通信單元2(108)、聲速傳感器(109)、溫度傳感器(110)、壓力傳感器(111)、姿態(tài)傳感器(112)、羅經(jīng)(113)分別和信息采集與控制單元(106)單獨(dú)相連；水上信號(hào)處理機(jī)(102)包括信號(hào)處理單元(118)、網(wǎng)絡(luò)通信單元1(119)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)(120)、氣壓傳感器(121)、通信與控制單元(122)、GNSS天線(124)和GNSS模塊(123)，其中，信號(hào)處理單元(118)、網(wǎng)絡(luò)通信單元1(119)和網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)(120)依次相連，氣壓傳感器(121)、通信與控制單元(122)和網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)(120)依次相連；GNSS天線(124)與水上信號(hào)處理機(jī)(102)中的GNSS模塊(123)、通信與控制單元(122)依次相連；水上信號(hào)處理機(jī)(102)中的通信與控制單元(122)與水下聲學(xué)系統(tǒng)(101)中的同步信號(hào)生成單元(107)通過位于水密電纜(104)中的數(shù)據(jù)與控制線相連；水上信號(hào)處理機(jī)(102)中的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)(120)與水下聲學(xué)系統(tǒng)(101)中的網(wǎng)絡(luò)通信單元2(108)通過位于水密電纜(104)中的數(shù)據(jù)線相連。
2.如權(quán)利要求1所述的一體化多波束測(cè)深裝置，其特征在于依次相連的信號(hào)采集與控制單元(106)、網(wǎng)絡(luò)通信單元2(108)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)(120)、網(wǎng)絡(luò)通信單元1(119)、信號(hào)處理單元(118)、網(wǎng)絡(luò)通信單元1(119)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)(120)以及控制計(jì)算機(jī)(103)，構(gòu)成了回波信號(hào)處理與結(jié)果上傳回路。
3.如權(quán)利要求1所述的一體化多波束測(cè)深裝置，其特征在于所述的信號(hào)處理單元(118)包括原始數(shù)據(jù)分發(fā)模塊(201)、回波信號(hào)預(yù)處理模塊(202)、表面聲速信息預(yù)處理模塊(203)、姿態(tài)信息預(yù)處理模塊(204)、時(shí)延聚焦波束形成模塊(205)、水體信息提取模塊(206)、回波強(qiáng)度提取模塊(207)、實(shí)時(shí)地形檢測(cè)模塊(208)以及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊(209)；其中，原始數(shù)據(jù)分發(fā)模塊(201)分別與網(wǎng)絡(luò)通信單元1(119)、回波信號(hào)預(yù)處理模塊(202)、表面聲速信息預(yù)處理模塊(203)和姿態(tài)信息預(yù)處理模塊(204)相連，接收網(wǎng)絡(luò)通信單元1(119)的原始數(shù)據(jù)信息并分別向回波信號(hào)預(yù)處理模塊(202)、表面聲速信息預(yù)處理模塊(203)和姿態(tài)信息預(yù)處理模塊(204)分發(fā)原始回波數(shù)據(jù)、表面聲速數(shù)據(jù)和姿態(tài)數(shù)據(jù)；時(shí)延聚焦波束形成模塊(205)分別與回波信號(hào)預(yù)處理模塊(202)、表面聲速信息預(yù)處理模塊(203)、姿態(tài)信息預(yù)處理模塊(204)、水體信息提取模塊(206)、回波強(qiáng)度提取模塊(207)、實(shí)時(shí)地形檢測(cè)模塊(208)相連，接收經(jīng)過回波信號(hào)預(yù)處理模塊(202)、表面聲速信息預(yù)處理模塊(203)、姿態(tài)信息預(yù)處理模塊(204)預(yù)處理的數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)延聚焦波束形成并分別向水體信息提取模塊(206)、回波強(qiáng)度提取模塊(207)和實(shí)時(shí)地形檢測(cè)模塊(208)發(fā)送波束形成結(jié)果；數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊(209)分別與水體信息提取模塊(206)、回波強(qiáng)度提取模塊(207)、實(shí)時(shí)地形檢測(cè)模塊(208)和網(wǎng)絡(luò)通信單元1(119)相連，接收來自水體信息提取模塊(206)、回波強(qiáng)度提取模塊(207)和實(shí)時(shí)地形檢測(cè)模塊(208)的水體數(shù)據(jù)、回波強(qiáng)度數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)地形檢測(cè)數(shù)據(jù)并通過依次相連的網(wǎng)絡(luò)通信單元1(119)和網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)(120)發(fā)送給控制計(jì)算機(jī)(103)。
4.如權(quán)利要求1所述的一體化多波束測(cè)深裝置，其特征在于依次相連的同步信號(hào)生成單元(107)、信息采集與控制單元(106)、多通道陣列信號(hào)發(fā)生單元(116)以及多通道發(fā)射換能器陣(117)，構(gòu)成了多通道陣列信號(hào)發(fā)射回路。
5.如權(quán)利要求1所述的一體化多波束測(cè)深裝置，其特征在于所述的多通道陣列信號(hào)發(fā)生單元(116)包括指令解析模塊(301)、程控電源模塊(302)、多通道時(shí)延控制模塊(303)、信號(hào)生成模塊(304)、功率放大模塊(305)和變壓器耦合模塊(306)；其中，指令解析模塊(301)分別與信息采集與控制單元(106)、程控電源模塊(302)、多通道時(shí)延控制模塊(303)和信號(hào)生成模塊(304)單獨(dú)相連；多通道時(shí)延控制模塊(303)與功率放大模塊(305)、變壓器耦合模塊(306)以及多通道發(fā)射換能器陣(117)依次相連；信號(hào)生成模塊(304)的輸出端與多通道時(shí)延控制模塊(303)相連，程控電源模塊(302)的輸出端與功率放大模塊(305)相連；指令解析模塊(301)接收來自信息采集與控制單元(106)的發(fā)射信號(hào)控制參數(shù)信息進(jìn)行指令解析并分別向程控電源模塊(302)、多通道時(shí)延控制模塊(303)和信號(hào)生成模塊(304)分發(fā)電壓控制信號(hào)、姿態(tài)參數(shù)以及發(fā)射信號(hào)參數(shù)；信號(hào)生成模塊(304)根據(jù)發(fā)射信號(hào)參數(shù)生成特定的發(fā)射信號(hào)，并輸出到多通道時(shí)延控制模塊(303)生成含有時(shí)延信息的每個(gè)通道發(fā)射信號(hào)；程控電源模塊(302)根據(jù)電壓控制信號(hào)向功率放大模塊(305)提供特定的電源電壓，同時(shí)功率放大模塊(305)將多通道時(shí)延控制模塊(303)的輸出信號(hào)進(jìn)行放大，并通過變壓器耦合模塊(306)、多通道發(fā)射換能器陣(117)向水中發(fā)射聲波信號(hào)。
6.如權(quán)利要求1所述的一體化多波束測(cè)深裝置，其特征在于多通道接收換能器陣(115)、多通道陣列信號(hào)接收單元(114)以及信息采集與控制單元(106)依次相連，構(gòu)成多通道陣列信號(hào)接收回路。
7.如權(quán)利要求1所述的一體化多波束測(cè)深裝置，其特征在于多通道陣列信號(hào)接收單元(114)包括差分信號(hào)輸出模塊(401)、差分放大器模塊(402)、差分轉(zhuǎn)單端模塊(403)、可變?cè)鲆娣糯笃髂K(404)、帶通濾波模塊(405)、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊(406)和增益控制模塊(407)；其中，多通道接收換能器陣(115)輸出的微弱電信號(hào)通過依次相連的差分信號(hào)輸出模塊(401)、差分放大器模塊(402)、差分轉(zhuǎn)單端模塊(403)、可變?cè)鲆娣糯笃髂K(404)、帶通濾波模塊(405)和模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊(406)生成多通道數(shù)字信號(hào)并傳送給信息采集與控制單元(106)；增益控制模塊(407)分別與信息采集與控制單元(106)、可變?cè)鲆娣糯笃髂K(404)相連，接收信息采集與控制單元(106)的回波信號(hào)幅度信息，并產(chǎn)生增益控制信號(hào)調(diào)整可變?cè)鲆娣糯笃髂K(404)的放大倍數(shù)進(jìn)而調(diào)整接收信號(hào)的幅度。
8.如權(quán)利要求1所述的一體化多波束測(cè)深裝置，其特征在于控制計(jì)算機(jī)(103)根據(jù)位于水下聲學(xué)系統(tǒng)(101)中壓力傳感器(111)采集的靜水壓力數(shù)據(jù)以及位于水上信號(hào)處理機(jī)(102)氣壓傳感器(121)采集的大氣壓力數(shù)據(jù)通過解算獲得靜水狀態(tài)下的設(shè)備吃水深度。
9.如權(quán)利要求1所述的一體化多波束測(cè)深裝置，其特征在于信號(hào)處理單元(118)根據(jù)溫度傳感器(110)采集的溫度數(shù)據(jù)修正多通道發(fā)射換能器陣(117)和多通道接收換能器陣(115)陣元間距由于溫度變化引起的形變。
10.如權(quán)利要求1所述的一體化多波束測(cè)深裝置，其特征在于同步信號(hào)生成單元(107)以GNSS模塊(123)產(chǎn)生的1PPS秒脈沖信號(hào)和UTC時(shí)間作為時(shí)間基準(zhǔn)，生成工作同步信號(hào)，并以此工作同步信號(hào)為基準(zhǔn)計(jì)量聲速傳感器(109)、溫度傳感器(110)、壓力傳感器(111)、姿態(tài)傳感器(112)、羅經(jīng)(113)所生成數(shù)據(jù)的絕對(duì)時(shí)間；同時(shí)以此工作同步信號(hào)為基準(zhǔn)，標(biāo)記聲納發(fā)射時(shí)間以及每個(gè)接收采樣點(diǎn)的絕對(duì)時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)所有數(shù)據(jù)具有完全一致的絕對(duì)時(shí)間信息。